High Angle Control System ( HACS ) — британская система управления зенитным огнем, используемая Королевским флотом с 1931 года и широко использовавшаяся во время Второй мировой войны . HACS рассчитала необходимое отклонение , необходимое для попадания фугасного снаряда в местонахождение цели, летящей на известной высоте, пеленге и скорости.
Система HACS была впервые предложена в 1920-х годах и начала появляться на кораблях Королевского флота (RN) в январе 1930 года, когда HACS I вышла в море на HMS Valiant . [1] HACS У меня не было никакой стабилизации или усилителя мощности для обучения режиссеров. HACS III, появившаяся в 1935 году [2] , имела возможность стабилизации, имела гидравлический привод, отличалась значительно улучшенной передачей данных и представила таблицу HACS III. [3] В стол HACS III (компьютер) были внесены многочисленные улучшения, включая повышение максимальной скорости цели до 350 узлов, непрерывное автоматическое прогнозирование взрывателя, улучшенную геометрию экрана отклонения и возможности для входа гироскопа для обеспечения стабилизации данных, полученных от директора. [4] HACS представляла собой систему управления и стала возможной благодаря эффективной сети передачи данных между внешним наводчиком орудия, подпалубным компьютером управления огнем и зенитными орудиями корабля среднего калибра.
Пеленг и высота цели измерялись непосредственно на высотномере/дальномере UD4 , дальномере совпадения, расположенном в вышке высокого угла наклона (HADT). Направление движения измерялось путем совмещения бинокулярной сетки с фюзеляжем самолета-мишени. Ранние версии HACS, Mk. I–IV не измерял скорость цели напрямую, а оценивал это значение в зависимости от типа цели. Все эти значения были отправлены через сельсин в HACS, находящуюся на позиции расчета больших углов (HACP), расположенной под палубой. [5] HACS использовала эти значения для расчета скорости дальности (часто называемой скоростью вдоль линии визирования), которая представляет собой видимое движение цели вдоль линии визирования. Это также было напечатано на бумаге, чтобы офицер дальности мог оценить его точность. [6]
Эта рассчитанная скорость дальности была передана обратно в UD4, где он привел в действие двигатель для перемещения призм внутри UD4. Если бы все измерения были верными, это движение сопровождало бы цель, делая ее неподвижной в прицеле. [7] [8] Если цель явно двигалась, оператор UD4 корректировал дальность и высоту и при этом обновлял сгенерированную скорость дальности, тем самым создавая петлю обратной связи, которая могла бы установить оценку истинной скорости цели и направление. [9] [10] HACS также отображала прогнозируемый пеленг и высоту цели на индикаторах в башне директора, или в более поздних вариантах, [11] HACS могла перемещать весь директор с помощью дистанционного управления питанием , чтобы он мог продолжать движение. отслеживать цель, если цель стала скрытой. [12]
Угол, измеренный сеткой, также вызывал вращение металлической проволоки вокруг поверхности большого круглого дисплея на одной стороне HACS, известного как дисплей отклонения . Измеренное значение высоты и дальности, а также расчетное значение скорости цели заставило оптику сфокусировать лампу на матовом стеклянном экране за проволокой, отображая эллипс, форма которого изменилась в зависимости от этих измерений. Оператор отклонения использовал два элемента управления для перемещения дополнительных проволочных индикаторов так, чтобы они лежали на вершине пересечения внешнего края эллипса, где его пересекал вращающийся металлический провод. [13] Пересечение эллипса и направления цели использовалось в качестве основы для расчета высоты и подготовки орудий. Преимущество метода эллипса заключалось в том, что он требовал очень мало механических вычислений и, по сути, моделировал положение цели в реальном времени с последующим быстрым решением. [14]
HADT передает данные о направлении цели, дальности, скорости, высоте и пеленге в HACP, который передает приказы о направлении и времени взрыва на орудия. HACP передает сгенерированные компьютером данные о дальности и пеленге обратно в HADT, создавая петлю обратной связи между HADT и HACP, так что решение по управлению огнем, генерируемое компьютером, со временем становится более точным, если цель сохраняет прямой курс. HADT также наблюдает за точностью полученных разрывов снарядов и использует эти очереди для корректировки оценок скорости и направления цели, создавая еще один контур обратной связи от орудий к HADT, а затем к HACP, что снова увеличивает точность решения, если цель сохраняет прямой курс. [15] Большинство орудий, контролируемых HACS, имели подставки для установки взрывателей или лотки для установки взрывателей , где правильная синхронизация взрывателя устанавливалась с помощью часового механизма внутри боеголовки зенитного снаряда, так что снаряд взрывался в непосредственной близости от самолета-мишени.
HACS была первой военно-морской системой ПВО, которая использовалась против радиоуправляемых самолетов , и впервые зенитная система поразила эти цели в 1933 году . в период крайней напряженности между Великобританией и Италией. [17] Целевые тренировки против дронов-мишеней проводились с использованием специальных снарядов, которые были разработаны для минимизации возможности поражения дорогостоящих целей. [18] [19] RN разрешил СМИ освещать стрельбу по стрельбе из ПВО, а в кинохронике 1936 года есть кадры реальной стрельбы. [20] В 1935 году РН также начала практиковать управляемые HACS стрельбы по самолетам-мишеням в ночное время. [21]
К середине 1941 года RN быстро предприняла шаги по добавлению к HACS истинного тахометрического прогнозирования движения цели и радара. RN был первым военно-морским флотом, принявшим на вооружение специальные радары FC AA. Однако эта система, как и все механические системы управления зенитным огнем времен Второй мировой войны, по-прежнему имела серьезные ограничения, поскольку даже самая совершенная система ВМС США (USN) Mk 37 в 1944 году требовала в среднем 1000 выстрелов 5-дюймовых (127) мм) боеприпасов, выпущенных на убийство. [22] В 1940 году к системе HACS был добавлен блок гироскопа (GRU), аналоговый компьютер , способный напрямую рассчитывать скорость и направление цели, [23] преобразуя HACS в тахиметрическую систему. [24] [25] Также в 1940 году к HACS была добавлена радиолокационная дальнометрия. [26] ГРУ и связанный с ним компьютер, «Коробка гироскопической скорости» (GRUB), больше не предполагали прямой и горизонтальный полет со стороны цели. GRU/GRUB мог генерировать данные о скорости и положении цели с угловой скоростью до 6 градусов в секунду, что было достаточно для отслеживания пересекающей цель со скоростью 360 узлов (670 км/ч; 410 миль в час) на расстоянии 2000 ярдов (1800 м). ). [27]
Эсминцам РН мешало отсутствие хорошего вооружения двойного назначения, подходящего для кораблей размера эсминца ; на протяжении большей части войны 40° было максимальной высотой 4,7-дюймовых (119-мм) орудий , которыми оснащались такие корабли, которые, следовательно, не могли напрямую атаковать пикирующие бомбардировщики , хотя они могли обеспечить «заградительный огонь» и «прогнозируемый огонь» для защиты. другие корабли от таких атак. [28] Эсминцы использовали не HACS, а скорее часы удержания взрывателя (FKC), упрощенную версию HACS. [29] Начиная с 1938 года все новые эсминцы RN, начиная с класса Tribal , оснащались FKC и лотками для установки предохранителей непрерывного действия для каждого орудия основного вооружения. [30] Опыт Второй мировой войны всех военно-морских сил показал, что пикирующие бомбардировщики не могут быть успешно атакованы какой-либо дистанционной компьютерной системой ПВО с механическими взрывателями [31] [32] из-за времени задержки в компьютере и минимальной дальности действия оптических дальномеров. [33] Как и другие современные военно-морские силы, довоенные эсминцы RN страдали от отсутствия скорострельных зенитных ракет малой дальности, с помощью которых можно было поражать пикирующие бомбардировщики.
Auto Barrage Unit (ABU) представлял собой специализированный артиллерийский компьютер и радиолокационную систему определения дальности, в которой использовался радар Тип 283 . Он был разработан для обеспечения компьютерного прогнозирования и радиолокационного управления зенитным огнем орудий основного и дополнительного вооружения, не обладавших присущими им зенитными возможностями. ABU был спроектирован таким образом, чтобы обеспечить возможность предварительной загрузки орудий боеприпасами с взрывателем по времени, а затем он отслеживал приближающиеся вражеские самолеты, непрерывно наводил орудия на отслеживание самолета, а затем автоматически стрелял из орудий, когда прогнозируемое положение самолета достигало заданного предохранителя. дальность ранее загруженных снарядов. [34] ABU также использовался с оружием, которое номинально контролировалось HACS, чтобы обеспечить ограниченную возможность ведения огня вслепую. [35] [36]
К маю 1941 года крейсеры RN, такие как HMS Fiji , вступали в бой с Люфтваффе с помощью стабилизированных систем HACS IV с GRU/GRUB и радара Тип 279 с панелью точного определения дальности, которая давала точность +/- 25 ярдов на расстоянии до 14 000 ярдов. HMS Fiji был потоплен в битве за Крит из-за того, что у него закончились зенитные боеприпасы, но ее 4-дюймовая батарея зенитных орудий направленного действия HACS IV в течение многих часов отражала атаки Люфтваффе. [37]
Демонстрируя быстрые успехи RN в морской зенитной артиллерии, в мае 1941 года HMS Prince of Wales вышел в море с HACS IVGB, с полной радиолокационной системой измерения дальности и девятью радарами управления огнем, связанными с зенитной артиллерией: четырьмя радарами типа 285 , по одному на каждом High Angle Director. Башня (HADT) и четыре радара Type 282 , по одному на каждом директоре Mk IV для установки QF 2 pdr (40 мм) с помпонами , а также радар дальнего действия Type 281 (WA), который также имел панели точной дальности для воздушные и надводные цели. [38] Это поставило HMS Prince of Wales в авангарде военно-морских систем управления огнем HA AA того времени. В августе и сентябре 1941 года HMS Prince of Wales продемонстрировал превосходный радар дальнего действия, управляемый зенитным огнем во время операции «Алебарда» . [39] Хотя недостатки HACS часто обвиняют в потере Force Z , масштаб японской атаки намного превосходил все, на что была рассчитана HACS, с точки зрения количества самолетов и характеристик. Неспособность зенитной артиллерии сдержать японские бомбардировщики также была обусловлена уникальными обстоятельствами. Первоначально система HACS была спроектирована с учетом условий Атлантики, и радары зенитного комплекса Prince of Wales вышли из строя из-за сильной жары и влажности в малайских водах, а ее 2-фунтовые боеприпасы также сильно пришли в негодность. [40]
RN сделало следующие заявления о корабельном зенитном огне по самолетам противника с сентября 1939 г. по 28 марта 1941 г.: Определенных убийств: 234, Вероятных убийств: 116, Заявлений о возмещении ущерба: 134 [41]
РН сделало следующие заявления о корабельном зенитном огне по самолетам противника с сентября 1939 г. по 31 декабря 1942 г.: [42]
HACS использовала различные направляющие башни, которые обычно оснащались Типом 285 по мере его появления. В этой системе с метрической длиной волны использовались шесть антенн типа «яги» , которые могли измерять дальность до цели и снимать точные показания пеленга, используя метод, известный как « переключение лепестков », но только приблизительные оценки высоты. Таким образом, он не мог «привязываться» к воздушным целям и не мог обеспечить настоящие возможности стрельбы вслепую, чего не мог сделать ни один другой флот, пока в 1944 году ВМС США не разработали усовершенствованные радары с использованием технологий, переданных из Великобритании. Эта ситуация не была исправлена до появления в 1944 году системы управления HACS Mark VI, оснащенной сантиметровым радаром Тип 275 . Еще одним усовершенствованием стало добавление системы дистанционного управления мощностью ( RPC ), при которой зенитные орудия автоматически тренировались с наводящей башней с необходимыми изменениями пеленга и угла места, чтобы обеспечить возможность ведения сходящегося огня. Раньше артиллерийским расчетам приходилось следовать механическим указателям, указывающим, где направляющая башня хотела направить орудия. [43]
Директора HACS, установленные на кораблях, указаны в документе, датированном «пересмотренным августом 1940 года»: [44]